基于超聲波的工程錨桿長度測量系統(tǒng)研究及設計.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展，錨桿支護技術已被廣泛的應用在公路、鐵路等工程界中，它對承受建筑物荷載，預防結構變形、斷裂具有重要作用。錨桿質量的無損檢測成為工程中亟待解決的重要問題。但是由于錨桿工程的高度隱蔽性，現有的多種檢測方法都存在一定的局限性，影響了工程錨桿的精確測量。超聲波具有定向發(fā)射、光線粉塵對其無影響的優(yōu)點，已廣泛應用于機器人避障、液位測量、無損探傷、車輛導航等領域。為此，本文提出一種基于超聲波的工程錨桿檢測方法，該方法能有效的克服傳統(tǒng)

2、測量方法的局限性，無損的精確測量工程錨桿長度。本研究成果對煤礦井下巷道錨桿支護、隧道錨桿支護等的質量檢測具有一定的指導意義。
　　本課題主要研究工作有以下三個方面:
　　1、研究了有關超聲波和錨桿的基本理論，包括超聲波的特性、超聲波發(fā)射及接收原理及錨桿分類等知識，重點分析了超聲波測錨桿長度的原理及如何提高測距性能的措施。
　　2、完成了基于超聲波的工程錨桿測距系統(tǒng)的硬件及軟件系統(tǒng)設計。根據本系統(tǒng)的檢測要求設計了基于FP

3、GA的超聲波發(fā)射電路、前置放大電路、帶通濾波電路、自動增益控制電路、溫度補償電路等硬件電路設計以及包括超聲波激發(fā)、超聲波接收、中斷控制、串口通信等的軟件設計。
　　3、建立了工程錨桿長度測量的數學模型。通過研究最小二乘法的原理，分析計數值及錨桿長度這兩個變量之間的內在關系，利用最小二乘法獲得關于錨桿長度和計數值之間的擬合函數，并建立了錨桿長度的計算算法。
　　盡管本測量系統(tǒng)從理論上具有突出的測量優(yōu)勢，但本系統(tǒng)真正應用到工程現